真空光电器件20100329-2.pdfVIP

第四章 真空光电器件 第四章 真空光电器件 1 §4-1 光电管的工作原理 2 光电管主要由玻壳、光电阴极和阳极三部分组成，因管内有 抽成真空或充入低气压惰性气体的不同，所以有真空型和充气型 两种。 真空光电管的工作原理：当入射的光线透过光窗照射到光电 阴极面上时，光电子就从阴极发射至真空，在电场的作用下光电 子在极间作加速运动，被高电位的阳极收集，其光电流的大小主 要由阴极的灵敏度和光照强度等决定。 特点：光电阴极面积大，敏度较高，一 般积分灵敏度可达20～200μA/lm； -14 暗电流小，最低可达10 A； 光电发射弛豫过程极短。 缺点：真空光电管一般体积都比较大、 工作电压高达百伏到数百伏、玻壳容易 破碎等。 3 充气光电管中，光照产生的光电子在电场的作用下 向阳极运动，由于途中与气体原子碰撞而发生电离现象， 由电离过程产生新的电子与光电子一起都被阳接收，正离 子向反方向运动被阴极接收，因此在阴极电路内形成有数 倍于真空光电管的光电流。 4 由于光电倍增管工艺的成熟及半 导体光电器件的发展，光电管已 基本上被代替。 光电管 光电管体积大， 工作电压高， 玻壳容易破碎。 光电倍增管 5 二、光 电倍增管 二、光 电倍增管 6 光电倍增管的基本工作原理： （1）光子透过入射窗口入射在光电阴 光电倍增管的基本工作原理： 极K上；（2 ）光电阴极的电子受光子激发，离开表面发射到真空中；（3 ） 光电子通过电场加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极 将发射出比入射电子数目更多的二次电子。入射电子经N级倍增级倍增 后，光电子就放大N 次；（4 ）经过倍增后的二次电子由阳极P 收集起来， 形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。倍增管在正常工作条件下， 在负载上产生的电压与入射光的能量成正比例关系，通过对此电压的测 量，便可以间接地获得入射光信号的能量信息。 7 光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增 系统和阳极五个主要部分组成。 1、光 窗 1、光 窗 光窗分侧窗式和端窗式两种，它 是入射光的通道。一般常用的光窗材 料有钠钙玻璃、硼硅玻璃、紫外玻 璃、熔凝石英和氟镁玻璃等。由于光